Patent RU-156495-U1 (RU)
Title: Бортовая система измерения параметров вектора скорости ветра на стоянке, стартовых и взлетно-посадочных режимах
IPC: G01C23/00
Filed: 2014-12-10
Granted: 2015-11-10
Abstract: Полезная модель относится к области метеорологического приборостроения, в частности к устройствам для измерения величины и направления вектора скорости ветра на борту вертолета на стоянке до запуска силовой установки, на стоянке при вращении несущего винта и при рулении и маневрировании по земной поверхности (стартовые режимы), при взлете, снижении, висении и посадке вертолета (взлетно-посадочные режимы). Устройство содержит неподвижное ветроприемное устройство, преобразователи информативных сигналов, канал аналого-цифрового преобразования и вычислительное устройство, при этом ветроприемное устройство выполнено в виде установленного на фюзеляже в зоне действия вихревой колонны неподвижного пространственно распределенного комбинированного аэрометрического приемника, включающего неподвижный многоканальный проточный аэрометрический приемник, воспринимающий давления, определяющие величину и направление вектора скорости ветра на стоянке до запуска силовой установки вертолета. На наружной поверхности верхнего экранирующего диска неподвижного многоканального проточного аэрометрического приемника в плоскости, параллельной плоскости симметрии вертолета, установлен осесимметричный, например полусферической аэрометрический приемник. На оси симметрии осесимметриного, например полусферического аэрометрического приемника распложено отверстие, являющееся приемником полного давления результирующего воздушного потока вихревой колонны несущего винта, в плоскости, в плоскости параллельной плоскости симметрии вертолета, под одинаковым углом к оси симметрии осесимметриного приемника расположены отверстия, являющиеся приемниками давлений, определяющих угловое положение вектора скорости результирующего воздушного потока вихревой колонны несущего винта относительно оси симметрии осесимметричного, например полусферического аэрометрического приемника в плоскости симметрии вертолета. В плоскости, перпендикулярной плоскости симметрии вертолета под одинаковым углом к оси симметрии осесимметриного приемника расположены отверстия, являющиеся приемниками давлений, определяющих угловое положение вектора скорости результирующего воздушного потока вихревой колонны несущего винта относительно оси симметрии осесимметричного аэрометрического приемника в плоскости, перпендикулярной плоскости симметрии вертолета. Пневматические выходы неподвижного многоканального проточного аэрометрического приемника и установленного на нем осесимметричного, например полусферического аэрометрического приемника соединены со входами пневмоэлектрических преобразователей, выходы которых через канал аналого-цифрового преобразования подключены ко входу вычислительного устройства. Вычислительное устройство выполнено в виде микропроцессора, реализующего алгоритмы определения параметров вектора скорости ветра как на стоянке до запуска силовой установки, так и на стартовых и взлетнпосадочных режимах вертолета согласно уравнениям: 1) На режиме стоянки при запуске силовой установки и вращении несущего винта: 
       ; 
       ; 
       ; 
       ;  , 
     2) На режиме руления и маневрирования по земной поверхности: 
       ; 
       ; 
       ;  . 
     3) На взлетно-посадочных режимах (взлет, снижение, висение, посадка): 
       ; 
       ; 
       ; 
       ;  ;  ; 
       ;  ; 
       ; 
       ;  ; Ψ=β+ψ c ;  . 
     где P 1 , Р 2  и Р 3 , Р 4  - давления, воспринимаемые отверстиями, расположенные на осесимметричном, например полусферическом аэрометрическом приемнике, под углом φ 01  и φ 02  к оси симметрии аэрометрического приемника; Р ПΣ , Ρ СТΣ  - полное и статическое давления результирующего набегающего воздушного потока вихревой колонны несущего винта, воспринимаемые осесимметричным аэрометрическим приемником; Т ТΣ  - абсолютная температура торможения результирующего воздушного потока вихревой колонны несущего винта, воспринимаемая приемником температуры торможения, установленным на фюзеляже вертолета; ρ Σ  - плотность результирующего воздушного потока вихревой колонны несущего винта; V Σ  - величина (модуль) вектора скорости результирующего воздушного потока вихревой колонны несущего винта; φ 1  и φ 2  - углы, определяющие угловое положение вектора скорости результирующего воздушного потока вихревой колонны несущего относительно плоскостей, параллельной и перпендикулярной плоскости симметрии вертолета; V i0  - модуль вектора скорости индуктивного потока несущего винта на режиме висения; K ix , K iy , K iz , K p  - безразмерные коэффициенты, определяемые при наземных и летных испытаниях данного типа вертолета; V px  и V pz , V пx  и V пz  - продольные и боковые составляющие вектора скорости руления вертолета по земле и вектора путевой скорости вертолета, определяемые установленными на вертолете спутниковой навигационной системой (СНС) и доплеровским измерителем скорости и угла сноса (ДИСС); ω x , ω y , ω z  - угловые скорости вращения вертолета относительно осей связанной системы координат; x, y, z - координаты места установки неподвижного многоканального проточного аэрометрического приемника на фюзеляже вертолета; V x , V y , V z , α и β - составляющие и углы направления (угол атаки и скольжения) вектора истинной воздушной скорости вертолета; W, W x , W y , ψ - модуль, продольная и боковая составляющие, угол направления вектора скорости ветра в горизонтальной плоскости; P H , Р 0 =101325 Па и T 0 =288,15 К - статическое давление на высоте полета Η и статическое давление и абсолютная температура воздуха на высоте Н=0 в условиях стандартной атмосферы; R=287,05287 Дж/кг·К - удельная газовая постоянная воздуха; τ=0,0065 К/м - температурный градиент. 5 илл.